Diversity and genetic structure of mangabeira (Hancornia speciosa Gomes), a fruit species from Cerrado

Abstract

Hancornia speciosa Gomes, popularly known as mangabeira, is a fruit tree belonging to the Apocynaceae family, native to the Brazilian Cerrado. The fruit is widely used by the local population as an alternative source of income. Limited information is available about this species, which increases the difficulty of conserving its genetic resources and exploiting mangabeira as an economic resource. The objective of this research was to evaluate the genetic diversity and genetic structure of H. speciosa from Chapada dos Guimarães. Twenty-four trees and ten inter simple sequence repeats (ISSR) primers were evaluated. Of the 57 bands obtained, 33 (57.89%) presented polymorphism. The analysis using Structure defined two different clusters (K = 2), which were consistent with the unweighted pair group method with arithmetic mean (UPGMA) clustering analysis. The number of observed alleles (Na = 1.58), number of effective alleles (Ne = 1.29), Nei's genetic distance (He = 0.18) and Shannon index (I = 0.27) were considered low among the population. The analysis of molecular variance (AMOVA) revealed that the variability within the cluster (83.39%) was higher than among clusters (16.61%). ISSR primers proved effective for detection of genetic polymorphism in H. speciosa, and could be utilized for strategies that aim at conservation, plant breeding programs, and commercial use. Key words: Mangaba. Molecular analysis. ISSR. ResumoHancornia speciosa Gomes, conhecida popularmente como mangabeira, é uma fruteira pertencente à família Apocynaceae que ocorre espontaneamente no Cerrado brasileiro. O fruto da mangabeira é bastante utilizado pela população local como fonte alternativa de renda e sua exploração é feita de forma extrativista. As informações sobre esta espécie são escassas, o que dificulta a conservação dos recursos genéticos e sua exploração econômica. Neste trabalho foi estudada a diversidade e estrutura genética de uma população de mangabeira, tendo sido avaliada um total de 24 árvores matrizes localizadas em Chapada dos Guimarães-MT por meio de 10 primers ISSR (inter repetições de sequências simples) que revelaram 57 bandas. Destas, 33 (57,89%) de agrupamento UPGMA. O número de alelos observados (Na = 1,58), número de alelos efetivos (Ne = 1,29), índice de diversidade de Nei (He = 0,18) e o índice de Shannon (I = 0,27) foram relativamente baixos dentro da população. A AMOVA revelou que a variabilidade dentro dos grupos (83,39%) foi mais alta do que entre os grupos (16,61%). A utilização de iniciadores ISSR mostrou-se eficaz para detecção de polimorfismo genético em mangabeira, servindo de aporte para estratégias que visem à conservação, melhoramento genético e exploração econômica da espécie. Palavras-chave: Análise molecular. Mangaba. ISSR.

Genetic Diversity of Accessions and First Generation Progeny of the Mangaba Genebank

“…Research on the mangaba tree is recent, especially the studies of genetic diversity using different molecular markers, such as RAPD [1] [2], ISSR [6] [7] [8] [9] and SSR [10]. These studies are important to assist in the knowledge of the genetic diversity of native populations and accessions, and can be used as tools to design conservation strategies and collection of new accessions to be introduced into the germplasm bank.…”

Biodiversity hotspots for conservation of Hancornia speciosa Gomes

“…Higher values of Nei (He) and Shannon Index (I) genetic diversity were found in the population of Baixa Grande (He = 0.36 and I = 0.53). This population also presents higher values of observed alleles (na -1.96) and effective alleles (ne -1.61), showing less effect of genetic drift (Soares et al, 2017). However, actions that can reduce the number of individuals in the population could contribute to their isolation and genetic drift.…”

“…In genetic diversity studies carried out with H. speciosa, the variation of the heterozygosity index in populations has been reported in the state of Pernambuco (Jimenez et al, 2015), Rio Grande do Norte (Costa et al, 2015), Mato Grosso (Soares et al, 2017), Sergipe (Silva et al, 2017) and Goiás (Rodrigues et al, 2015). Therefore, maintaining this diversity is a determining factor for the conservation and sustainability of fruit production, of which traditional communities, such as Catchers of Mangaba, have part of their income.…”

Identification and preliminary characterization of early fruiting mangabeira (Hancornia speciosa – Apocynaceae)

“…The polymorphism verified in this study was inferior to that obtained by Soares et al (2016), using SIRS in natural mangaba populations in the State of Sergipe, and observed loci with 100% polymorphism. Soares et al (2017) and Costa et al (2015) in a study of genetic diversity of mangabeiras obtained percentages of polymorphisms of 57.89 and 47.62%, respectively Accession BGMangaba/CP genetic structure, estimated by H e (0.42) and I (0.28) values, revealed that genetic variability exists between mangabeira genotypes (Table 3). Heterozygosity (H e ) and the Shannon Index (I) indicated low diversity, which can be explained by the same genotypes having been evaluated in the accession sample.…”

“…O polimorfismo verificado nesta pesquisa foi inferior ao obtido por Soares et al (2016), utilizando ISSR em populações naturais de mangaba no estado de Sergipe, e observaram locos com 100% de polimorfismo. Soares et al (2017) e Costa et al (2015) em estudo de diversidade genética de mangabeiras obtiveram porcentagens de polimorfismos de 57,89 e 47,62%, respectivamente A estrutura genética do acesso, estimada pelos valores de H e (0,42) e I (0,28), revelaram que existe variabilidade genética entre os genótipos (Tabela 3). A heterozigosidade (H e ) e o Índice de Shannon (I) indicaram baixa diversidade, que pode ser explicada por terem sido avaliados genótipos de um mesmo acesso.…”